2016 Fiscal Year Annual Research Report
Films and gels with high mechanical strength prepared from polysaccharide derivatives by chemical cross-linking
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26850108
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
ロジャース 有希子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 構造材料研究部門, 主任研究員 (90726530)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 多糖 / カードラン / 化学架橋 / ヒドロゲル / オルガノゲル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒドロゲルは、高分子の網目構造が水などにより膨潤したものであり、高吸水材料やソフトコンタクトレンズなどとしての材料、またその高い含水率としなやかさのため生体親和性の高いソフトマテリアルとして注目され、医療材料などへの応用が期待されている。多糖類には、ゲル化能を有するものがいくつも知られており、ゲル化剤や増粘安定剤といった食品添加材として用いられている。既存の多糖ゲルは、ほとんどが水溶液中で形成されるヒドロゲルで、水素結合などによりゲル化しており、一般的に力学強度が弱いという問題点があり、材料の分野での実用化には課題が残されている。また、高温条件下や乾燥した環境でも利用できるようなゲルの作製も重要な課題である。前年度では、化学架橋による多糖ゲルの高強度化を目指し、カードランの架橋によるヒドロゲルの調製とその物性評価を行った。カードランのアルカリ水溶液から、エチレングリコールジグリシジルエーテルを架橋剤として、自立したヒドロゲルを得ることに成功した。一方、多糖は水酸基をエステル化することで有機溶媒に可溶になり、熱可塑性も付与できる。水素結合などにより形成されたのみの非架橋多糖ゲルでは、水酸基を化学修飾すると水素結合が切断され、有機溶媒中では分子分散してしまう。本研究で調製した多糖ヒドロゲルはあらかじめ分子鎖同士が化学的に結合した状態であるため、化学修飾を施してもその架橋状態を保持しており、有機溶媒などに膨潤するオルガノゲルになると期待された。そこで本年度は、カードランゲルの化学架橋状態を保ったままで水酸基をエステル化などにより化学修飾した。ヒドロゲルの膨潤溶媒を有機溶媒に置換し、酢酸エステル化を行った。得られたゲルは、クロロホルムやジメチルホルムアミドなどの有機溶媒中によく膨潤した。また、有機溶媒中での膨潤と溶媒の除去による乾燥を可逆的に繰り返すことができることもわかった。
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